用于飞机结构构件的加工设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于飞机结构构件（2）的加工设备，其具有加工站（3），所述加工站包括夹紧框架（4）和加工单元（5），所述夹紧框架用于容纳相应地待加工的飞机结构构件（2），其中，所述夹紧框架（4）沿着在纵向（X）上伸展的站纵轴线（6）延伸，所述加工单元用于加工所述飞机结构构件（2），所述加工单元具有上部工具单元（11）和下部工具单元（14），所述上部工具单元具有沿着第一工具轴线（12a）定向的上部工具（13），所述下部工具单元具有沿着第二工具轴线（12b）定向的下部工具（15），其中，所述第一工具轴线（12a）和所述第二工具轴线（12b）平行于高度方向（Z）定向或者能够平行于高度方向（Z）定向，所述高度方向与所述纵向（X）成角度、尤其是正交于所述纵向（X），其中，在所述上部工具（13）的至少一个加工位置上并且在所述下部工具（15）的至少一个加工位置上，所述第一工具轴线（12a）和所述第二工具轴线（12b）彼此同轴地定向，并且其中，所述下部工具（15）支承在下部工具载体（17）处。提出，在所述上部工具（13）的至少一个加工位置上和/或在所述下部工具（15）的至少一个加工位置上，相应的工具轴线（12a、12b）与所述下部工具载体轴线（18）不同轴地伸展。

Processing equipment for aircraft structural components

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞机结构构件的加工设备
本专利技术涉及一种根据权利要求1前序部分的用于飞机结构构件的加工设备以及一种根据权利要求12前序部分的用于利用根据建议的加工设备加工飞机结构构件的方法。
技术介绍
飞行体并且尤其是飞机的制造包括在专门的加工设备中对大型飞机结构构件（例如机翼和机身或者其部件）的加工。本专利技术所基于的已知的加工设备（US5,778,505）具有加工站，其具有夹紧框架，该夹紧框架用于容纳相应地待加工的飞机结构构件。此外，该加工站还配备有铆接单元形式的加工单元，所述加工单元具有上部工具单元和配属的下部工具单元，所述上部工具单元具有上部工具，所述下部工具单元具有下部工具，其中，当上部工具的工具轴线与下部工具的工具轴线同轴地定向时，能够在所述飞机结构构件处执行铆接过程。在已知的加工设备中设置有C形机架，该C形机架具有上部机架部件、下部机架部件和将两个机架部件相互连接的侧面机架部件，其中，所述上部工具经由上部工具载体布置在所述上部机架部件处，所述下部工具经由下部工具载体布置在所述下部机架部件处。所述下部工具载体在此同样构造为C形并且以能够旋转的方式支承在所述下部机架部件处。所述下部工具载体同样具有下部载体部件、上部载体部件和将所述上部载体部件与所述下部载体部件连接的侧面载体部件，其中，所述下部工具布置在上部载体部件的外端部处。在高度方向上对置地在下部载体部件的外端部处存在旋转机械装置，下部工具载体经由该旋转机械装置与C形机架的下部机架部件连接。然后，如此构型所述加工站，使得两个工具轴线、即上部工具的工具轴线和下部工具的工具轴线始终与下部工具载体轴线（下部工具载体的旋转轴线）同轴地伸展。在加工该飞机结构构件时，使所述夹紧框架在各个铆接过程之间围绕框架纵轴线旋转，其中，所述夹紧框架总体上能够旋转基本上180°。当该夹紧框架竖直地定向时，即当平行于框架纵轴线的两个框架部件在高度方向上相叠地布置时，所述框架部件中的一个框架部件布置在C形下部工具载体内、即布置在下部工具载体的下部载体部件与上部载体部件之间，相反，另一个框架部件布置在下部工具载体与C形机架的上部机架部件之间。从这个位置开始，所述夹紧框架在各个铆接过程之间连续旋转180°，直到所述另一个框架部件布置在C形下部工具载体内并且所述夹紧框架再次具有竖直的定向。为了实现该夹紧框架的这样的竖直的定向，所述加工设备必须设计得对应得大。尤其是工作高度比较大，这又导致该加工设备在高度方向上的对应得大的尺寸。
技术实现思路
本专利技术所基于的问题在于，这样构型并且扩展已知的加工设备，使得能够减小所述工作高度并且对应地能够减小该设备在高度方向上的尺寸。上述问题在根据权利要求1前序部分的加工设备中通过权利要求1特征部分的特征得到解决。重要的是下述基本考虑：如此转移所述下部工具载体轴线、即该下部工具载体的旋转轴线，使得其不再在每个加工步骤（例如铆接过程或者钻孔过程）中都在高度方向上布置在该下部工具的下方，而是与其错位。换言之，该下部工具的工具轴线（第二工具轴线）不必始终以与所述下部工具载体轴线同轴的方式定向，由此至少在该下部工具的一些加工位置上能够在加工期间在该下部工具的下方实现自由空间，用以布置该夹紧框架的和飞机结构构件的区段。这个自由空间在此在该下部工具载体的上部载体部件与上表面之间延伸，所述下部工具支承在所述下部工具载体处，所述下部工具载体以能够旋转的方式支承在所述上表面处。与现有技术不同的是，在所述上表面的上方实现空间，该空间在其整个高度上用于容纳该夹紧框架的和飞机结构构件的区段，在所述上表面上支承有所述下部工具载体。相反，在现有技术中，这个空间部分地被该下部工具载体的下部部件占据，所述下部工具载体经由所述空间以能够旋转的方式与位于其下方的上表面连接。由此，与现有技术相比能够减小所述工作高度，尤其是减小至少0.3m、优选地至少0.4m、特别优选地至少0.5m。对应地，也能够减小该加工设备的总高度。具体而言，通过下述方式实现该工作高度的减小并且必要时实现该加工设备的高度的减小：在所述上部工具的和/或在所述下部工具的至少一个加工位置上，相应的工具轴线与所述下部工具载体轴线不同轴地伸展。尤其是，所述相应的工具轴线相对于所述下部工具载体轴线平行移位，也就是说，所述轴线以彼此间隔开并且相互平行的方式布置（权利要求2）。该上部工具的或者下部工具的加工位置指的是相应的工具的位置，在该位置上能够加工该飞机结构构件。加工尤其指的是铆接过程或者钻孔过程。应注意，除了所述相应的工具轴线与所述下部工具载体轴线不同轴或者相对于所述下部工具载体轴线平行移位的加工位置之外，也能够设置相应的工具的一个或者多个加工位置，在所述一个或者多个加工位置上所述相应的工具轴线与所述下部工具载体轴线同轴地伸展。根据权利要求3的构型方案，所述下部工具载体以能够旋转的方式支承在下部机架部件处并且尤其支承在下部机架部件上，所述下部机架部件在正交于所述纵向和高度方向的横向上延伸。所述机架部件尤其是机架的不仅支撑所述上部工具单元、还支撑所述下部工具单元的部件。在所述相应的工具轴线与所述下部工具载体轴线不同轴或者相对于所述下部工具载体轴线平行移位的所述至少一个加工位置上，在所述下部工具与所述下部机架部件之间构造有已经提到的自由空间。这样的机架能够实现适合的工作高度，用以加工各式各样的飞机结构构件（例如机身或者机翼）。所述工作高度、即所述上部工具与所述下部工具按照规定共同起作用的位置在此尤其处在5m至7m的范围中、优选处在5.5m至6.5m的范围中、特别优选处在5.5m至6m的范围中。所述下部工具载体能够通过完全不同的方式来构型。尤其是，这个下部工具载体能够具有支撑梁和支撑柱，其中，所述支撑梁用于支承所述下部工具，所述支撑柱支撑所述支撑梁（权利要求4）。所述支撑柱是该下部工具载体的以能够旋转的方式受到支承的那个部件。尤其是，所述支撑柱以能够旋转的方式支承在所述下部机架部件处。支撑柱和支撑梁尤其彼此正交并且对应地形成L形。但是，原则上也能够考虑的是，设置C形形状的下部工具载体，在该C形形状中，两个梁被所述支撑柱在高度方向上彼此间隔开，其中，在这种情况下，所述梁中的下部的梁的长度必须比所述梁中的上部的梁（支撑梁）短。因为只有当上部的支撑梁超出所述下部的梁时，即使在该下部工具载体具有C形形状的情况下，也能够产生所述自由空间，该自由空间从所述下部机架部件延伸至所述上部的支撑梁或者延伸至所述下部工具。权利要求5定义该下部工具载体的优选的尺寸。在权利要求6至10中定义了该加工设备的各个组件如何能够尤其相对于彼此运动的不同可能性，因此，待加工的飞机结构构件能够以最佳的方式布置在上部工具与下部工具之间。对于不同的运动、尤其是旋转运动和线性运动，能够设置对应的驱动马达，所述驱动马达优选能够彼此独立地被操纵（权利要求11）。根据权利要求12的另一个具有独立重要性的教导，要求保护一种用于利用根据建议的加工设备加工飞机结构构件的方法。根据该重要的教导重要的是，在加工所述飞机结构构件期间、尤其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于飞机结构构件（2）的加工设备，其具有加工站（3），所述加工站包括夹紧框架（4）和加工单元（5），所述夹紧框架用于容纳相应地待加工的飞机结构构件（2），其中，所述夹紧框架（4）沿着在纵向（X）上伸展的站纵轴线（6）延伸，所述加工单元用于加工所述飞机结构构件（2），所述加工单元具有上部工具单元（11）和下部工具单元（14），所述上部工具单元具有沿着第一工具轴线（12a）定向的上部工具（13），所述下部工具单元具有沿着第二工具轴线（12b）定向的下部工具（15），其中，所述第一工具轴线（12a）和所述第二工具轴线（12b）平行于高度方向（Z）定向或者能够平行于高度方向（Z）定向，所述高度方向与所述纵向（X）成角度、尤其是正交于所述纵向（X），其中，在所述上部工具（13）的至少一个加工位置上并且在所述下部工具（15）的至少一个加工位置上，所述第一工具轴线（12a）和所述第二工具轴线（12b）彼此同轴地定向，并且其中，所述下部工具（15）支承在下部工具载体（17）处，/n其特征在于，/n在所述上部工具（13）的至少一个加工位置上和/或在所述下部工具（15）的至少一个加工位置上，相应的工具轴线（12a、12b）与所述下部工具载体轴线（18）不同轴地伸展。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170724 DE 102017116716.11.用于飞机结构构件（2）的加工设备，其具有加工站（3），所述加工站包括夹紧框架（4）和加工单元（5），所述夹紧框架用于容纳相应地待加工的飞机结构构件（2），其中，所述夹紧框架（4）沿着在纵向（X）上伸展的站纵轴线（6）延伸，所述加工单元用于加工所述飞机结构构件（2），所述加工单元具有上部工具单元（11）和下部工具单元（14），所述上部工具单元具有沿着第一工具轴线（12a）定向的上部工具（13），所述下部工具单元具有沿着第二工具轴线（12b）定向的下部工具（15），其中，所述第一工具轴线（12a）和所述第二工具轴线（12b）平行于高度方向（Z）定向或者能够平行于高度方向（Z）定向，所述高度方向与所述纵向（X）成角度、尤其是正交于所述纵向（X），其中，在所述上部工具（13）的至少一个加工位置上并且在所述下部工具（15）的至少一个加工位置上，所述第一工具轴线（12a）和所述第二工具轴线（12b）彼此同轴地定向，并且其中，所述下部工具（15）支承在下部工具载体（17）处，
其特征在于，
在所述上部工具（13）的至少一个加工位置上和/或在所述下部工具（15）的至少一个加工位置上，相应的工具轴线（12a、12b）与所述下部工具载体轴线（18）不同轴地伸展。


2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，在所述至少一个加工位置上，所述相应的工具轴线（12a、12b）相对于所述下部工具载体轴线（18）平行移位，优选地，在所述至少一个加工位置上，所述相应的工具轴线（12a、12b）与所述下部工具载体轴线（18）之间的能够最大调节的间距至少是1.0m、优选地至少是2.0m、特别优选地至少是3.0m。


3.根据权利要求1或者2所述的加工设备，其特征在于，所述下部工具载体（17）以能够旋转的方式支承在下部机架部件（22a）处，所述下部机架部件在正交于所述纵向（X）和高度方向（Z）的横向（Y）上延伸，其中，在所述相应的工具轴线（12a、12b）与所述下部工具载体轴线（18）不同轴或者相对于所述下部工具载体轴线（18）平行移位的所述至少一个加工位置上，在下部工具（18）与下部机架部件（22a）之间构造有自由空间（20），所述自由空间在所述高度方向（Z）上从所述下部机架部件（22a）延伸至所述下部工具（15）或者延伸至所述下部工具载体（17）的区段，在所述区段处支承有所述下部工具（15），优选地，所述自由空间（20）在所述高度方向（Z）上具有至少2.0m的、优选地至少2.5m的、特别优选地至少3.0m的高度。


4.根据上述权利要求中任一项所述的加工设备，其特征在于，所述下部工具载体（17）具有支撑梁（17a）和支撑柱（17b），所述下部工具（15）支承在所述支撑梁处，所述支撑柱以能够旋转的方式受到支承并且所述支撑梁（17a）紧固在所述支撑柱处，优选地，所述支撑梁（17a）基本上在在所述纵向（X）和横向（Y）上伸展的平面中延伸并且所述支撑柱（17b）基本上在所述高度方向（Z）上延伸，和/或，支撑梁（17a）和支撑柱（17b）共同形成L形。


5.根据上述权利要求中任一项所述的加工设备，其特征在于，所述支撑梁（17a）与所述下部机架部件（22a）间隔开至少2.0m、优选地至少2.5m、特别优选地至少3.0m，和/或，所述支撑梁（17a）在在所述纵向（X）和横向（Y）上伸展的平面中从所述支撑柱（17b）出发在至少2.0m的、优选地至少2.5m的、特别优选地至少3.0m的长度上延伸，优选地，所述自由空间（20）在支撑梁（17a）与下部机架部件（22a）之间在所述支撑梁（17a）的长度的绝大部分上延伸。


6.根据上述权利要求中任一项所述的加工设备，其特征在于，在所述下部机架部件（22a）处的下部工具载体（17）、尤其是支撑梁（17a）能够在所述横向（Y）上线性地移动。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：N瓦雷尔曼，V内曼，
申请(专利权)人：布勒特耶自动控制设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE